パワコンの集中配置と分散配置、20年間の差はどのくらい?

ちょっと気になるけど何処にも答えが見つからない(?)ことを、サクッと計算しちゃおうシリーズ第3弾です。(^^;;

前回の続きですね。パワコン集中配置が良いと言ったものの、果たして20年間の売電価格にどれだけ差が出るのか?気になりますよね?あまり違いが無くてガッカリな結果になる予感もありますが・・(^^;;

さて、これはまたモデル化が難しいです。

一晩考えました。^^;

とりあえず、↓の条件で計算します。

*発電所は150%過積載、三相パワコン9.9kw5台5入力、架台は南向き角度15度、影なし。36円案件。(ライパチさんの発電所を想定)

*パワコン集中型は、直流ケーブル(3.5sq)が平均20m長くなると仮定。

*パワコン分散型はパワコンから分電盤までのケーブル(14sq)が平均20m長くなると仮定。(その他は同じ)

*直流側DC400V、交流側AC210Vとする。

*いつも使ってる日射量データから1時間ごとの発電量を計算し、各ケーブルの電流を割り出し、ケーブルの電流ロスを発電量から差し引く。

*簡単にするため、パワコンの効率は100%とする。

 

条件は以上です。

ケーブル(20m)の抵抗値は↓の表から

image

3.5sq : 5.2/1000×20=0.1Ω

14sq : 1.3/1000×20=0.026Ω

 

*各ケーブルの電流は

A(3.5sq )=ピークカット後発電量/25ストリング/400V

補足:ピークカットにより電流が絞られると仮定し、ピークカット後発電量を使い電流を算出

A(14sq)=ピークカット後発電量/5パワコン/210/1.7321

補足:1.7321で割るのは三相だから

 

*各ケーブルロス電圧は

Vr(3.5sq)=A(3.5sq )x0.1×2→(往復分)

Vr(14sq)=A(14sq )x0.026×1.7321→(三相)

 

*各電力ロスは

Wr(3.5sq)=ピークカット前発電量x(Vr(3.5sq )/400)

Wr(14sq)=ピークカット後発電量x(Vr(14sq )/210)

1時毎の発電量からロスを差し引いてピークカットさせ、合計した値で比較します。サクっと計算したのがこちら↓

集中配置メリット

 

その差・・・

18万円と出ました。

うーん。少ない。

少なすぎる!!(笑)

計算シートはこちら↓

パワコン集中・分散比較

 

まあ、分散配置のロスをザックリ計算すると

フル出力時の電圧ロスが

27A X 0.026X1.7321 =1.26V

売電ロスは1.26/210だから0.6%

20年間の売電を6000万とすると

6000万X0.006=36万です。

集中配置の売電ロスも約1/4(前回参照)で約9万ですから

差は27万。

さらに実際はフル出力していないときにロスが減るので、

(電流が減って210Ⅴに対してロス電圧が減るから)

まあ18万の差は妥当な線っぽいですね。

つか、ザックリ計算で十分やね。

さて、そうなると・・・

集中配置は「電圧抑制リスク低減」の意味の方が大きいようですね。例えば分散配置で一番遠いパワコンまでの距離が40mになると、電圧降下は分電盤までですでに2.5Vとなりかなり危険です。ケーブルを太くして対応すると、太いケーブルが長く必要になりコストがかかります。14sq10mと32sq40mでは大変な違いですよね。当然、単相パワコンだとさらに電圧抑制リスクは高まります。

なので、私は今後も集中配置で行きまーす!^^

 

 

「パワコンの集中配置と分散配置、20年間の差はどのくらい?」への26件のフィードバック

  1. 何処にも答えが見つからないことに、答えを出していただき、本当に助かっています。いつもありがとうございます!

    サクッと計算しちゃおうシリーズを特集記事にした太陽光の専門誌があれば、少々お高くても定期購読しますね(笑)

    ちなみに、環境ビジネスを定期購読していましたが、私にとって価値がある情報が少ないので、やめちゃいました。

    既存の発電所は、今さらパワコンの場所を変えれないので、差額が比較的小さくて良かったです。

    700坪の土地に点在しているパワコン13台のチェックがいつも大変なので、集中配置は監視システムを導入していない人にとって、管理面でのメリットもあると思います。

    1. ライパチさん

      実は計算間違いが見つかり大急ぎで訂正しました。^^;
      差はさらに減って18万です。ガックシ。
      確かに監視装置配線とか管理面でも集中してると便利ですね。
      でも、やはり最大の利点は電圧抑制リスクの低減だと思います。^^

  2. 実はPVケーブルの皮膜の厚さによる熱のこもりと抵抗値の増大も考慮にいれなきゃいけないんですけどね。

    1. マイクロさん

      確かにそうですね!
      そうすると電流が増えて熱が出る交流側は短くするべきですね。20年でケーブル被覆による熱こもりで上昇した抵抗によるロス分がいくらになるか是非計算してみて下さい。

  3. 助言お願いします。SMA9.9kwx5台、260wx260枚の設備です。私も勉強してパワコン集中型にしたのですが、太陽正中時、配電盤に近い3台は9.8~9.9kwですが、遠い2台は常に4~4.5kwで1月~8月同じ状態です。業者に聞いても電気の需要と供給があるから、の返事でした。そこで簡易計算してみると8sqの電線を使用しているため配線内の抑制だと気が付きました?9月に8sqを2本増設予定。ポールから15m、100mm2、配電盤~各パワコン間は2.0mです。この内容では14sqを使用するのが普通なのでは。この業者さん集中型は初めてのようでした。宜しくお願いします。

    1. spica9さん

      コメントありがとうございます。8sqは確かに少し細いですが、もし常に最大出力が4.5kwだとすると本当に電圧抑制なのか疑問です。電圧抑制は周囲の電力消費状況により出たり出なかったりが普通ですので、8ケ月で9.9kwが一度も出て無いなら、配線ミスやパネル異常も疑った方が良いと思います。ちなみに配線図はお持ちですか?

      1. 私の発電所は全て8sqで、配電盤~パワコン間の距離が20m〜40m離れているものが数台ありますが、電圧抑制は起こっていません。
        私が使っている田淵のパワコンは、電圧抑制のときにエラーがでるのですぐに分かります。
        クランプメーターで直流ケーブル側の値をみると、何かヒントが見つかるかもしれないですね。

      2. 皆様助言有難うございます。元気が出ます。スミマセン補足説明します。このSMAパワコン(9.9kw)5台には、Sunny Portalでパソコン監視を続けています。1月の運転開始時より、天気の良い日は必ず10時頃になるとお知らせのメールが入ります。「他のパワコンと数値が離れています」1~3号が9.9~9.0kwを発電しているのに配電盤から離れている4~5号は5~4.5kwからです。発電グラフを見るとやはり4、5号は半分の発電量。
        3月頃電力会社に抑制対策をお願いしたけど駄目でした。
        そこで6月、他の故障の修理時に業者さんが電流・電圧を計測したところ異常無しでした。それでは4号、5号のパワコンが正常では無いのでは、となり実験する事になりました。
        ①5台のパワコンのブレーカーを落とす。②4号、5号のパワコンのみをON。すると2台共9.9kwのFull発電です。
        ③次に3、4、5号をONすると3、4号が9.9kw、5号が9.5kw。
        ④そして2、3、4、5号の場合、2、3、4号が9.9~9kw。5号が8.5kw。
        ⑤全てブレーカーをONにすると配電盤に近い1、2、3号が9.9~9kw。4~5号が4.5~5.0kwとなってしまいます。
        ※晴天時の12時頃、電柱等の影の影響の無いデータです。
        このためSMA東京に再々々電話。事情を説明したところパワコンの有効・無効電圧調整を教えて貰いました。
        ⑥9.9kw発電している1号、2号を調整したところ8.8kw。
        3号は8.5kw。4号が一番良くて9.7kw、5号が9kwの発電。
         調整が効いたのか5台共均一の発電量となりました。
        以前の無調整の場合と調整後の発電量とでは、余り変わりがないように思います。ただ、グラフが5台共均一になり見た目が良いですし、例のパワコンの発電量が違いますよ(ドイツ語)
        のメールが来ないのも良いです。
         これまでの発電量ですが3~6月の晴天時、大体350kwhでした。そして最高が7月30日、遂に403kwhを記録しました。
        どんなものでしょうか、傾斜角15度、260wx260枚Jinko。9.9kw x SMA5台(1.36倍)の設備でピークカットは生じないのでしょうか。私は期待したのですが!
         グラフを見ますと10時~15時は43kwhが最高で、1.36倍の効果はそれなりに出ているようですが49.5kwhには届いていません。
         ※このためパネルの結線やパワコンの異常では無く、8sqの電線の使用が抑制の原因だと思ったのです。
        1.36倍の過積載ではピークカットのグラフは出ないのでしょうか。業者は付近に大工場があれば電気が多く流れるけれど、と言いますが検証は出来ません。
         長文になりました、申し訳有りません。宜しくお願いします。

        1. spica9さん

          他のパワコンの状況で出力が変わるのは、やはり抑制のように見えますね。力率の調整をされたようですが、まさかパワコン4〜5の抑制開始電圧が低い値になってませんよね?念のためそちらをまず確認願います。

    2. いくら配線が遠くても半分の発電量は少な過ぎます。4kw位も常にどこかに電力が漏れている(損している)状況はおかしいです。
      また抑制ではないんじゃないでしょうか。
      どこか配線不良の気がします。
      各ストリングに電流計を入れてみてきっちりパネルの最大電流が通っているか確認するのがおすすめです。

  4. はっきり言って申し訳ないですが、spica9 さんの発電所の工事業者さんの対応レベルが残念という気がします。どんな時期でも4KW ~4.5KWしかでてないのに、エラー表示や状況を確認したのかどうかは知りませんが「需要と供給のバランスが・・」と断言する意味が分かりません。そういうレベルなので工事ミス可能性が高いと思います。1号柱から近ければ8SQでもそんなに影響でないはずです。SMAは一括入力なので、4.5KW発電してればパワコンインバーター故障の可能性は低いので、ライパチさんがコメントされているように、直流ケーブル電圧を測定すれば電圧が0になっているストリングがあるかも知れません。パネル異常よりも配線ミス・コネクター外れなどが濃厚かなと思います。
    早く原因が特定できて全パワコンでピークカットするようになれば良いですね。

  5. そうなんですね。配線による電力ロスは意外とかなり少ないのです。近くにある電柱の影の影響の方がはるかに大きいかもしれませんね。
    でも電圧降下は気になる値になるので引き込み柱からは遠くはならないように注意するということでしょうか。引き込み柱から遠いパワコンは電圧あげるように設定するってのは違法行為なんでしょうか。

    1. 皆様、回答ありがとうございます。(^^)
      私も同感で、集中配置でそんな離れてないのに、特定のパワコンだけが常に抑制かかるなんてのはあり得ないと思います。また業者さんの対応も残念ですね。SMAは田淵と違い一括入力で、さらにパワコンで入力を個別に切断出来ないので、電圧測る場合は一旦全てのストリングについて1カ所づつコネクタを外し、1ストリングごとつなぎながら電圧を測る必要があるので案外大変です。全部繋いでいたら電圧だけはでますから。そのあたり業者が理解できていないかもしれません。

      一枚岩さん

      確かに、パワコンは出力電流を監視しながら電圧を上昇させる制御をしてるはずなので、遠いパワコンが高い設定になっていても、近いパワコンの出力電圧以上にはなり得ないはずですね!ってことは、電圧上限設定は近くのパワコンだけで良いことになります。理論的には。ただし、近くのパワコンが停止した場合、全てのパワコンを停止させるか、遠いパワコンの設定がケーブルの電圧ロス分だけ上がってるなら大丈夫ですね。ただ現場の配線を細かくチェックする必要があるし、電力会社が認めるとは思えません。(^^;;

  6. 「SMAはパワコンで入力を個別に切断出来ない」・・そうでしたね。これって確かに面倒ですし、普通にクランプメーターで直流電圧測ると正常に見えますね。少しの工事でも全部外さないといけないのでせめて個別スイッチは欲しいですね。例えばソコデスで正常に測定するにはDC入力を断らないといけないのですが大変そうです。
    別の話題の件で思い出したのですが、4.5kw ×11台 が 9.9kw ×5台に比べて大きなデメリットがあるのを思い出しました。
    それは・・・「ソーラービューコンパクト」はパワコン9台迄しか使えないとのことです。使えないことはないのですが、対応しているパワコンであっても「ソーラービューコンパクト」が2台必要になるので割高になるデメリットがありました。まだデルタ単相機種・SMAには対応してないのであまり関係ないかも知れませんが・・・

    1. 風の谷さん

      SMA9.9kwは、入力が切れないのは確かに不便ですが、ダイオードすら必要最低限のシンプル設計で効率低下や故障の要因を少しでも減らす設計思想は好きです。表示切り替えも機械的なスイッチを無くして筐体をコンコン叩く音で切り替えるとか、思わずニンマリしちゃいます。もともとSMAは専用監視装置がつきますが、信頼してるので私は無監視です。面倒くさいだけですが。実発電効率もさすがで、ピークカットしない日だとTの13%増しです。

  7. 皆様、助言有難うございます。
     20日に補足の追加報告をしましたが、好調な1~3号パワコン(9.5~9.9kw発電)のブレーカーをOFF、不調なパワコン4~5号機のみを運転したところ2台共Full発電9.9kw。3、4、5号機をONにすると9.4~9.9kw発電します。そして5台ONにすると4と5号機が半分にダウンするのです。これで業者さんも「接続等に問題なし、抑制です」となり8sqの使用が原因か、と思ったのです。
     その前にパワコン4~5号機の抑制開始数値を確認してみます。また報告します。
    ※近い内に2カ所の発電所を新設しようと考えているのですが、この『抑制?』が心配でGOとなりません。早く解決したいです。

     

    1. spica9さん

      念の為に繰り返しますが、抑制開始数値ではなく「抑制開始電圧」です。抑制開始電圧の設定は、電力会社から指定された電圧値を連系前に全パワコンに対して設定します。例えば、東電なら222Vとかです。これが1Vも違うと抑制の出方がまるで変わります。あまりにも基本的なことなので疑わなかったのですが、現象をみると例えば1〜3番が222V、4〜5番が設定し忘れ?・・を疑ってます。各パワコンの抑制開始電圧の設定値と出力電圧の値を確認して下さい。ケーブルの太さは恐らく関係ありません。数メートルの差なら電圧降下は0.1〜0.2V程度で桁違いに少ないからです。
      あとまさかとは思いますが、1号柱から集電盤までのケーブルが8sqなんてことは無いですよね!?最低でも60sq必要ですが・・・

  8. 「不調パワコン4~5号機のみ→Full発電9.9kw」なのでストリング配線は問題なさそうですね。かといって集中配置で8sqから14sqや22sqにしても確かに10m 3相3線220V 40A で試算しても0.5V程度で劇的に良くなるとは思えませんね。
    「抑制開始電圧」を確認すると共に、電力会社に状況を伝えて改善要求をされたほうが良いです。1週間から2週間程度トランス近くに電圧測定ロガーを設置して状況によって、く「抑制開始電圧」を高くしてもらえたり、トランスの設定を変更してくれる可能性もあります。
    発電所周囲に電力需要が極端に少ないのであれば、あまり改善できない可能性もありますので、確かに近隣に発電所新設しても同じように抑制地獄に陥る可能性もありますね。

    1. spica9さん

      出力電圧はSMAの液晶モニターでも確認できますが、パワコン3台ならOKで5台繋ぐと抑制がかかるのは、やはり何かおかしいですね。
      パワコン2台分程度の電流増加で電圧が大きく変わるとすると、「抑制開始電圧」の設定ミスに加えて、連系柱トランスからの電圧降下が非常に大きいくらいしか考えられません。
      集電盤から連系柱までの距離がとても長いか、ケーブルが異常に細いことが考えられます。
      集電盤から連系柱までの距離とケーブル太さはどうなってますか?距離が短くても最低60sqは必要です。

      1. そうなんです、天気が良いとグイーン、グイーンと発電しますよね
        。ところが好調な3台は9.0~9.9kw発電しても、集電盤から遠い2台は4~7kwのギザギザ発電です。5台のパワコンのブレーカーOFF、不調な2台又は3台(集電盤から遠い順)ONすると9.0~9.9kwですから結線ミスでは無いと思うのです(素人)
        抑制開始電圧とで出力電圧をチェックして見ます。

        1. spica9さん

          異常無しとは、常に抑制開始電圧以下だったということですか?ますます意味不明ですね。分電盤から先が100sqなら全く問題無いですし、そうなるとますます不思議です。1〜3号パワコンと4〜5パワコンの差が大きすぎます。もし可能であれば2〜3と4〜5の出力から分電盤ブレーカーまでのケーブルを入れ替えてみたいですね。それでもし現象が入れ替わるなら問題はパワコン以降ですし、もし変わわら無いならパワコンの不調か設定ミスだと解ります。いずれにしてもSMA三相は私も今後使う予定ですので、物凄く気になります。

          それにしても、電力の指定216Vですか!?めちゃ低いですね。私なら4〜5は224Vにたまたま設定ミスしてしまうかも・・って冗談はさておき、もう少し抑制開始電圧上げれないか相談してみて下さい。ちなみにSMAパワコンのデフォルトは確か224Vです。

    2. 風の谷さん

      細かいですが、三相9.9kwだと最大出力電流は27Aではないですか?^^;
      あと電力需要が少なくても変動が少ない場合はトランスタップで改善可能ですが、電力需要の変動が大きい場合は上げられない場合もあります。
      つまり電力需要量ではなく電力需要変動が大きい場合に抑制が起こりやすくなると思います。
      それにしても、今回のspica9さんのケースはかなり異常だと思います。
      多くの時間帯で5台全部抑制がかかるなら納得しますが、決まって2台だけとは。
      鹿嶋でも酷い時で1日205V~218Vまで変動していますが、今のところ抑制はかかっていません。
      それなのに、パワコンの数が3台から5台に代わる程度の電流増加で確実に2台抑制がかかるなんて普通ではありえないですよね。
      電力会社に調査依頼する前に、もう少し設備側を疑ったほうが良い気がします。
      例えば抑制開始電圧が10Vくらい差があって、かつ柱上トランスからの電圧降下がパワコン2台分の電流で数Vあるとしか・・・
      抑制開始電圧設定が間違っていないなら、パワコンの不良も否定できないかもしれません。

      1. スミマセン、三相9.9kw最大電流27A、と言われましても???。パソコンで1時間毎の詳しいデータが見れるのですが・・・。
        抑制が掛かるとは、5台全部に影響するのですか?私は、集電盤から遠い2台が影響するのだと思いこのケーブル8mm2
        をもう1本8sqを追加しようと考えて解決か?と思ったのです。
         以前、電力会社に調査依頼しましたが「当社では規則の範囲以内で問題なし」の返事でした。
         パワコンの不良かも!そうです、6月に修理と書きましたが、実は集電盤に1番近いパワコンが赤ランプの点滅で故障。
        5月に故障で気が付きませんでした。実は5台稼動で晴天時に320~350kwで平均11000円、これが1台故障で4台稼動でも約11000円ですからパワコンの故障が分からなかったのです。毎日メールで発電量と売電額(34.56円/KW)が来るのですが、『晴天で11000円、ヨシヨシ!』だったのです。
         ところが、6月たまたま夜7時頃施設を点検したところ赤の点滅でした。もうビックリですよ、『何故!新品だぜ』最低でも5年の保障なのに半年で故障・・・
        新品が後日来ましたが、手間賃が35000円掛かりました。
        やはり目視点検は必要ですね。

        1. spica9さん

          抑制は数V単位の上昇で起こりますが、集中配置なら一番遠いパワコンでも差は4mくらいですから電圧差は0.2Vくらいしか違いません。従って、たまたまギリギリの電圧で4-5のみ抑制がかかることがあっても、多くの時間で4-5が抑制受けるなんてあり得ないと思うのです。SMAの初期不良も多いようですね。

    3. お世話になります。
      抑制開始電圧と出力電圧の値を確認します。
      1号柱と集電盤までのケーブルは、ヤザキJCTJC0307019 600V CV 100mm2、約15m。集電盤とパワコン間はCV
      8mm2です。

    4. お世話になります。以前、電力会社に連絡して1~2週間ほどデータを取ってもらいましたが、異常なしの返事でした。確か200Vのお客さんには抑制開始電圧だと思いますが『皆さん216Vでお願いしています』の返事でした。
      追加ですが、不調のパワコン2台は4.5V以上は上がらないのではなく、1日の発電量をパソコンのグラフで見ますとギザギザでして良い時で6~7kw、平均して4.5~5kw。
       好調の3台を見ますと放物線といいますか、略曲線です。
      この中で集電盤に1番近いパワコンは、キレイな放物線です。2,3番は少しギザギザが出ますが、不調の4,5番は酷いギザギザ
      になります。ケーブルは8mm2を使用、集電盤と1番遠い5番のパワコンまでの距離は約10mです。

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